Astronautenstudie zeigt Auswirkungen der Raumfahrt auf menschliche Knochen

Von Will Dunham

WASHINGTON – Eine Studie über den Knochenschwund bei 17 Astronauten, die an Bord der Internationalen Raumstation geflogen sind, liefert ein umfassenderes Verständnis der Auswirkungen der Raumfahrt auf den menschlichen Körper und der Schritte, die sie abmildern können, wichtige Erkenntnisse vor potenziell ehrgeizigen zukünftigen Missionen.

Die Forschung sammelte neue Daten über den Knochenschwund bei Astronauten, der durch die Mikrogravitationsbedingungen des Weltraums verursacht wird, und über das Ausmaß, in dem die Knochenmineraldichte auf der Erde wiederhergestellt werden kann. Es waren 14 männliche und drei weibliche Astronauten im Durchschnittsalter von 47 Jahren beteiligt, deren Missionen im Weltraum zwischen vier und sieben Monaten lagen, mit einem Durchschnitt von etwa 5 1/2 Monaten.

Ein Jahr nach der Rückkehr zur Erde wiesen die Astronauten am Schienbein – einem der Knochen des Unterschenkels – im Durchschnitt eine um 2,1 % verringerte Knochenmineraldichte und eine um 1,3 % verringerte Knochenstärke auf. Neun erholten sich nach dem Weltraumflug nicht wieder und erlitten einen dauerhaften Verlust.

„Wir wissen, dass Astronauten bei Langzeit-Raumflügen Knochen verlieren. Das Neue an dieser Studie ist, dass wir Astronauten nach ihrer Weltraumreise ein Jahr lang begleitet haben, um zu verstehen, ob und wie sich Knochen erholen“, sagte Professor Leigh Gabel von der University of Calgary, ein Sportwissenschaftler, der Hauptautor der diese Woche im veröffentlichten Forschungsergebnisse war Zeitschrift Wissenschaftliche Berichte.

„Astronauten erlitten während sechsmonatiger Raumflüge einen erheblichen Knochenverlust – einen Verlust, den wir bei älteren Erwachsenen über zwei Jahrzehnte auf der Erde erwarten würden, und sie erholten sich nur etwa die Hälfte dieses Verlustes nach einem Jahr zurück auf der Erde“, sagte Gabel.

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Der Knochenverlust tritt auf, weil Knochen, die normalerweise auf der Erde tragen würden, im Weltraum kein Gewicht tragen. Die Raumfahrtagenturen müssen die Gegenmaßnahmen – Trainingsprogramme und Ernährung – verbessern, um Knochenschwund zu verhindern, sagte Gabel.

„Während der Raumfahrt werden feine Knochenstrukturen dünner, und schließlich lösen sich einige der Knochenstäbe voneinander. Sobald der Astronaut zur Erde zurückkehrt, können sich die verbleibenden Knochenverbindungen verdicken und stärken, aber diejenigen, die im Weltraum getrennt wurden, können nicht wieder aufgebaut werden, sodass sich die gesamte Knochenstruktur des Astronauten dauerhaft ändert“, sagte Gabel.

Die Astronauten der Studie flogen in den vergangenen sieben Jahren auf der Raumstation. Die Studie gab ihre Nationalitäten nicht an, aber sie stammten von der US-Raumfahrtbehörde NASACanadian Space Agency, European Space Agency und Japan Aerospace Exploration Agency.

Die Raumfahrt stellt den menschlichen Körper vor verschiedene Herausforderungen – zentrale Anliegen der Raumfahrtagenturen bei der Planung neuer Erkundungen. Zum Beispiel, NASA will Astronauten zum Mond zurückschicken, eine Mission, die jetzt frühestens 2025 geplant ist. Das könnte ein Auftakt für zukünftige Astronautenmissionen zum Mars oder eine längerfristige Präsenz auf der Mondoberfläche sein.

„Die Mikrogravitation beeinflusst viele Körpersysteme, darunter Muskeln und Knochen“, sagte Gabel.

„Auch das Herz-Kreislauf-System erfährt viele Veränderungen. Ohne die Schwerkraft, die Blut zu unseren Füßen zieht, erleben Astronauten eine Flüssigkeitsverschiebung, die dazu führt, dass sich mehr Blut im Oberkörper ansammelt. Dies kann das Herz-Kreislauf-System und das Sehvermögen beeinträchtigen.

„Strahlung ist auch ein großes Gesundheitsproblem für Astronauten, da sie mit zunehmender Entfernung von der Erde der Sonnenstrahlung stärker ausgesetzt sind und das Krebsrisiko erhöhen“, sagte Gabel.

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Die Studie zeigte, dass längere Weltraummissionen sowohl zu mehr Knochenverlust als auch zu einer geringeren Wahrscheinlichkeit führten, dass sich der Knochen danach erholt. Flugübungen – Krafttraining auf der Raumstation – erwiesen sich als wichtig, um Muskel- und Knochenschwund zu verhindern. Es wurde festgestellt, dass Astronauten, die im Vergleich zu dem, was sie normalerweise auf der Erde taten, mehr Kreuzheben ausführten, nach der Mission mit größerer Wahrscheinlichkeit Knochen erholten.

„Wir wissen noch vieles nicht darüber, wie sich die Mikrogravitation auf die menschliche Gesundheit auswirkt, insbesondere bei Weltraummissionen, die länger als sechs Monate dauern, und über die langfristigen gesundheitlichen Folgen“, sagte Gabel. „Wir hoffen wirklich, dass der Knochenschwund bei längeren Missionen irgendwann ein Plateau erreicht, dass die Menschen aufhören, Knochen zu verlieren, aber wir wissen es nicht.“

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